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1、第44卷第1期生物质化学工程Vol.44No.12010年1月BiomassChemicalEngineeringJan.2010超/亚临界水解技术在生物质转化中的应用研究进展3刘慧屏,银建中,徐刚(大连理工大学化工学院,辽宁大连116012)摘要:超/亚临界水用于生物质水解转化是近年来出现的新技术。本文首先对纤维素超/亚临界水解机理、产物分布与水解动力学、水解条件优化进行了归纳和总结。在此基础上,综述和分析了生物质超/亚临界水解技术研究进展和工艺发展方向,并对生物质水解转化利用的新途径和反应器技术发展状况进行了讨论。指出超/亚临界水解技术在生物质资源化领域具有广阔
2、的应用前景。关键词:生物质;纤维素;超/亚临界水;水解中图分类号:TQ91文献标识码:A文章编号:1673-5854(2010)01-0051-07ResearchProgressonApplicationsofSupercriticalandSubcriticalWaterHydrolysisinBiomassConversionLIUHui2ping,YINJian2zhong,XUGang(SchoolofChemicalEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116012,China)Abstract:S
3、upercritical/subcriticalwatertechnologyforhydrothermaltreatmentofbiomassisanewtechnologyinrecentyears.Firstly,hydrolysismechanism,productdistribution,hydrolysisoptimizationandkineticsofcellulosehydrolysisundertheconditionsofsupercritical/subcriticalwaterweresummarizedandconcluded.There
4、searchprogressandtechnologydevelopmentofsupercritical/subcriticaltechnologyforbiomasshydrolysisweresummarizedandanalyzed.Secondly,somenewwaysofhydrolysisconversionofbiomassanddevelopmentofreactortechnologywerediscussed.Finally,theavailableapplicationsandprospectsofsupercritical/subcrit
5、icalwatertechnologyforbiomassconversionwereproposed.Keywords:biomass;cellulose;supercritical/subcritcalwater;hydrolysis能源危机给可再生能源开发利用带来了新的机遇,生物质能以其普遍、清洁和可再生性受到广泛的重视。以往对于生物质的利用多采取直接燃烧的方式,尽管方法简单,但利用率低、有环境污染问题。借助热化学和生物化学手段将生物质转变成高热值易处理的生物质燃料和高附加值的化学品,有效提高了能源利用效率。例如,由生物质水解糖化后发酵制备的生物乙醇,既可以作
6、为化学品,又可作为清[1-4]洁的液体燃料。另外,以生物质为原料生产的多元醇、糠醛等化学品也是重要的化工原料。生物质中的碳水化合物多以聚合物的形式存在,对于生物质制备生物乙醇过程,必须先将聚合物水解转化成单糖,这些单糖再进一步通过发酵转化为乙醇。就水解工艺而言,传统方法主要是酸水解和酶水解。酸水解工艺成熟,但存在设备腐蚀问题,且反应废液对环境有污染、后处理步骤复杂。酶水解具有选择性好、反应条件温和、环境友好、设备简单等优点,但反应周期过长,并且纤维素酶制备提纯困难、[5-6]成本高。超/亚临界水法水解生物质是一种生物质资源利用的新技术,具有反应速率快、无溶剂污[7]
7、染、转化率高等独特优点,但目前在技术上还不成熟。Kunio等提出,面向可持续发展,利用超临界技术加工生物质原料,生产能源和化学品的分布式化工过程新概念。其目的在于呼吁当今世界应该对超临界水处理生物质技术给予足够重视。目前国内外对于超/亚临界水用于生物质水解已进行了大量研究,以往的研究主要集中在对生物质主要成分纤维素的研究上。随着研究的深入,一些学者开始把目光投向农作物秸秆、工业废料和生活垃圾等多种富含纤维素的生物质资源的利用。本文在介绍国内外纤收稿日期:2009-10-17作者简介:刘慧屏(1984-),女,辽宁大连人,硕士生,主要从事生物质水热转化技术研究工作
